金属增材一般是将固态金属高温熔融后堆积在零部件需要增材制造的部位，随后冷却至室温。这样的制造过程，导致增材制造的金属材料内部不仅存在大量缺陷及杂质，而且残余应力大、热应力高、与零部件基体之间的结合力差，增材制造的金属材料形状难以控制，制造过程能耗高。同时也极易造成零部件变形，不适合用于零部件的再制造。而电化学铜增材技术的制造则是在常温常压的水溶液中进行，其制备过程能耗低、复合材料的形状易于控制，纯度高，无内应力和热应力且与再制造零部件基体之间具有很好的结合力。从而保证了用电化学铜增材技术制造出的结晶器，不仅尺寸恢复到原设计水平，而且寿命超过所购买结晶器新品寿命的3倍。该项目相关技术获专利9件（其中发明专利1件），已成功应用于我国20多家钢铁企业，连铸结晶器的使用寿命提高1.5倍至1.8倍，节能减排效果突出.

该项技术主要针对我国管件液压成形零件的尺寸精度、模具与工艺匹配中的瓶颈问题，以液压成形材料-工艺-模具-零件全流程稳健设计与制造技术为主线，突破了材料、工艺、模具、稳定批量生产等全流程关键技术，实现了复杂汽车管件液压成形的自主开发及产业化。该项成果在上汽、长安、大众、福特、宝马等多家主流车厂成功应用，申报发明专利18件（已获授权10件），获得授权实用新型专利14件，国家标准2项、国家注册商标1项、汽车工业行业标准1项。复杂汽车管件液压成形技术与冲压焊接工艺相比，可提高汽车零部件的性能，提高材料的利用率，减轻质量，降低模具费用、降低生产成本，为汽车的轻量化、绿色制造提供了技术支撑。

本重点专项总体目标是：突破新型机构/材料/驱动/传感/控制与仿生、智能机器人学习与认知、人机自然交互与协作共融等重大基础前沿技术，加强机器人与新一代信息技术的融合，为提升我国机器人智能水平进行基础前沿技术储备；建立互助协作型、人体行为增强型等新一代机器人验证平台，抢占新一代机器人的技术制高点；攻克高性能机器人核心零部件、机器人专用传感器、机器人软件、测试/安全与可靠性等共性关技术，提升国产机器人的国际竞争力；攻克基于外部感知的机器人智能作业技术、新型工业机器人等关键技术，创新应用领域，推进国产工业机器人的产业化进程；突破服务机器人行为辅助技术、云端在线服务及平台技术，创新服务领域和商业模式，培育服务机器人新兴产业；攻克特殊环境服役机器人和医疗/康复机器人关键技术，深化我国特种机器人的工程化应用。本重点专项协同标准体系建设、技术验证平台与系统建设、典型应用示范，加速推进我国智能机器人 技术与产业的快速发展。

本项目属冶金科学领域。 本项目利用相变强化机制开发了540MPa~780MP级热轧双相钢/高扩孔钢；运用多种强韧化机制，开发了屈服300 MPa ~700 MPa细晶粒钢、抗拉420 MPa ~610 MPa大梁钢；运用微合金化及相应的TMCP工艺，开发了520MPa~750MPa级搅拌罐用钢；采用微合金化和TMCP及热处理工艺，开发了屈服强度大于960MPa级高强钢。 高强钢的应用是实现汽车“轻量化”的重要途径，围绕轻量化材料设计及流程减量化的“绿色制造”，本项目成果的主要创新性、先进性如下：（1）系列热轧双相钢/高孔钢及轻量化车轮制备：开发了540MPa~780MP级热轧双相钢/高扩孔钢，在国内率先实现了全双相钢/高扩孔钢车轮的制备，在部件减重15%的基础上，实现了疲劳性能翻番。 （2）车身结构用系列热轧高强钢及轻量化车身设计：开发了屈服300 MPa ~700 MPa细晶粒钢、420 MPa ~610 MPa大梁钢。采用上述产品可实现性能不降低车体减重5%。 （3）工程车辆构件用系列高强钢及轻量化应用：开发了520MPa~750MPa级搅拌罐用钢，产品的应用可降低自重系数30%。开发了屈服大于960MPa级高强钢，具有-40℃冲击功大于100J的优异韧性。 通过本项目的实施，开发了多系列热轧高强钢，共获5项省新产品、1项省名牌产品、2项省科技成果。近三年来累计生产12.7万余吨，新增销售收入约37.4亿元，新增加利润3.0余亿元，新增利税4.4亿余元，经济效益显著。 项目的实施，符合国家及安徽省相关产业规划，有很好的示范效应和社会效益。 项目取得的技术成果在马钢得到应用；所开发的产品在众多主机厂的车体结构件、搅拌罐罐体及液压支架等得到应用。随着中国汽车工业的发展，前述高强钢的应用范围必将更加广泛。

车轮、车轴是高铁车辆的关键部件，如车轮、车轴钢中冶金缺陷（大型夹杂物、内裂、疏松、偏析、组织不均等）控制不当，非常可能在车轮、车轴服役时成为其内部疲劳裂纹的起源，造成重大安全事故。出于保证高铁运行绝对安全需要，国内高铁投入运营后相当长时间内，车轮、车轴等关键部件全部进口，或由国外进口毛坯锻件，再由外方在国内合资厂加工组装成轮对。 为了改变高铁车轮、车轴等关键部件严重依赖进口的局面，国家科技部、安徽省组织开展了一系列科研攻关，包括国家863高技术研究发展计划项目、973重大基础研究项目和安徽省科技重大专项计划项目等，马鞍山钢铁股份有限公司、北京科技大学作为上述科研攻关的参加单位，承担了其中关键冶金技术的研发任务。 采用该项目开发的关键工艺技术，马钢产时速350公里中国标准动车组车轮、车轴，各项性能全部达到中铁公司相关技术要求，冶金质量和综合性能明显优于进口产品，已顺利通过中铁CRCC认证，并于2017年实现全路推广应用。马钢开始批量生产高铁车轮、车轴后，进口车轮、车轴价格由4万元/件降低到2.5万元/件。该项目的成功，为国家降低高铁建设投资，下一步全面实现车轮、车轴等关键部件的国产化做出了非常重要的贡献。

本项目重点针对基于商用车正向设计轻量化用钢的开发与应用技术进行系统研究、技术创新及攻关，主要性能指标包括：1）商用车整车钢材减重10%以上； 2）完成500-960MPa级高强、易焊接、抗疲劳系列用钢的开发；3）进行高强材料冲压回弹及剪切技术研究、零部件仿真模拟精确度控制技术及安全性评价技术研究。 该项目实施以来，累计销售商用车轻量化用钢36.2万吨，经济效益方面，新增产值10.0亿元，企业效益1.24亿元，为客户创造利润0.42亿元。社会效益方面，按2016年新增重载商用车73万辆计算，整车轻量化后，累计节约燃油0.08亿吨/年，减少碳排放0.22亿吨/年，每辆车节约燃油成本7.4万元/年，节能环保效果明显。另外，建立的“先进材料-优化设计-精密制造-安全评价”四位一体的正向开发理念对钢铁企业与下游行业共同解决关键应用难题具有重要示范作用，使整车零部件研发周期由原来的4-5年缩短到2年以内，最短零部件研发周期可缩短到半年以内。

（一）总体目标 深入贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神，落实《国家创新驱动发展战略纲要》要求，按照“争高端、促转型、强基础”的总体目标，强化制造核心基础件和智能制造关键基础技术，在增材制造、激光制造、智能机器人、智能成套装备、新型电子制造装备等领域掌握一批具有自主知识产权的核心关键技术与装备产品，形成以互联网为代表的信息技术与制造业深度融合的创新发展模式，促进制造业创新发展，以推进智能制造为方向，强化制造基础能力，提高综合集成水平，促进产业转型升级，实现制造业由大变强的跨越。 （二）发展思路 1．探索高端，构筑先发优势 结合互联网、物联网、大数据等新一代信息技术发展网络协同制造模式，加强新兴产业关键装备、智能机器人、3D打印制造等核心技术攻关，力争率先突破，赢得战略主动。 2．强化基础，增强保障能力 针对制造业基础能力薄弱和产品质量不高的问题，重点攻克轴承、液压件、仪器仪表等核心基础零部件，研发工艺库、材料参数库和制造过程核心软件产品。 3．两化融合，推动供给改革 结合云计算、大数据、物联网等信息技术的发展，创新大数据制造服务、大规模定制、集团管控等企业经营管理模式，积极探索信息技术与制造技术的融合创新。 4．绿色制造，促进持续发展 针对资源、环境刚性约束增强，以信息技术为基础改造传统产业，探索高效、节能、节材产品设计创新、智能化工艺、服务运维等全生命周期绿色化模式，实现制造业的可持续发展。

以压水堆核电站关键结构材料和焊接部件的主要失效形式为重点，研究现役和在建核电站国产材料在模拟核电高温高压水环境中微纳米尺度缺陷的损伤演化规律，并与国外材料对比。重点研究环境/力学/材料成分与微观结构对高温电化学的热力学、动力学的影响规律；研究材料微纳米尺度缺陷的腐蚀到应力腐蚀裂纹萌生的演化规律；研究裂尖纳米尺度的化学/结构/力学特征及其扩展机制；通过第一原理计算研究合金元素和残余应力对辐照导致元素团簇形成的影响，用辐照结合小试样试验研究析出原子团簇的交互作用及其与脆性转变温度的关系；研究材料/温度/水化学/载荷/位移/频率等多因素交互作用下的微动磨损行为；研究依据电化学方法的监检测系统，实现电化学探头长期可靠性和微纳级上的早期/无损/在线腐蚀损伤监检测；研究依据损伤机理的寿命预测模型和安全评估方法。在环境因素与材料交互作用的非线性耦合理论、材料在环境中损伤演化的微细观理论、材料环境行为的模型与寿命预测理论三个关键科学问题上有所突破。形成与基础理论紧密联系的若干关键技术基础和两项示范性技术—监检测与寿命评估，为材料国产化和科学使用、建立材料安全使用的评价准则和寿命预测提供基础数据和判据。

目前国内各钢铁企业使用的氧枪均为传统的法兰式连接，该连接方式更换氧枪繁琐，用时长，作业效率低，已经不能满足钢铁企业的实际需要。 氧枪快换装置是在充分消化吸收奥钢联氧枪枪尾快换技术的前提下，研制出的一种集氧枪升降装置和快换枪尾为一体的、高度集成的大型冶金用氧设备，其由快换氧枪、调整板、半球型支座、升降小车等部件构成。该装置的突出特点是将调枪、对中工作变得简单、方便，操作工人仅需用手轻轻推动即可完成。即使是300T转炉用大型氧枪，整个换枪、调枪时间最长仅为30～40min，非常方便、快捷。

本项目为自主研发，技术来源充分考虑了国外和国内的现有阶段的技术，并在此基础上采用完全自主开发的方式，从项目规划、项目组织、专项调研、论证对比、定期跟踪、调试修改、完善改进等方面对项目进行系统研发。本项目研发的矿用液压采矿钻车是由行走机构、工作机构、动力装置、传动系统及操控装置组成。 其中工作机构中的液压凿岩机是矿用液压采矿钻车的核心部件，其性能之间决定了采矿的效率。液压采矿钻车上HYKD400液压凿岩机整机受力均匀，性能稳定，单次冲击功大，冲击频率高，凿岩机旋转动作可与冲击动作配合或者单独进行，同时具备逆打功能，可有效防止凿岩机钻进过程的卡钎现象。 自动换钎机构采用先进工业PLC控制换钎，换钎效率在很大程度上得到了提高。控制采用无线遥控操纵钻车，操作人员可以远离作业区，且操作位置灵活，对一些巷道断层较多，顶板破碎的作业区域，可以随意调整操作区域，降低了落石对人的伤害。 采矿钻车凿岩机配备了超高灵敏的防卡钎装置，对一些断层及破碎带钻进时，当发现冲击压力异常时，凿岩机会自动卸压回转，降低了钻头钻杆卡在孔内的可能。 高压振动部分配备了高频液压缓冲装置，杜绝了由于高压油振动引起的爆管现象。